Нуклеиновые кислоты презентация

Нуклеиновые кислоты - важнейшие
биополимеры, осуществляющие
хранение и передачу генетической
информации в живой клетке

азотистые основания
углеводы - рибоза или дезоксирибоза
фосфорная кислота
Компоненты НК

Азотистые основания НК
Пуриновые основания
пурин
Гуанин (G)
(ДНК, РНК)
Аденин (А)
(ДНК, РНК)

Пиримидиновые основания
пиримидин
Урацил (U)
(РНК)
Тимин (Т)
(ДНК)
Цитозин (С)
(ДНК, РНК)

Таутомерия азотистых оснований
С
N
OH
C
O
N
H
Лактим- лактамная таутомерия

Химические превращения азотистых
оснований могут быть причинами
мутаций
!!

Дезаминирование
H2O
HNO2
NO3-
NO2-
Аденин (А)
Гипоксантин (Нх)
[H]

Образование димеров
под действием радиации
Тиминовый димер
Тимин

ДНК и РНК отличаются набором
азотистых оснований
ДНК
РНК
Урацил U
Цитозин C Аденин A
Гуанин G
Тимин Т
Цитозин C
Аденин A
Гуанин G

Нуклеозиды - N-гликозиды
азотистых оснований и рибозы (в РНК)
или дезоксирибозы (в ДНК)

Рибонуклеозиды
Гликозидная связь
β- D-рибофураноза
G
Гуанозин - G

Номенклатура нуклеозидов
Пиримидиновые нуклеозиды
имеют окончание - идин
Цитозин + рибоза
Цитидин (C)
Цитозин + дезоксирибоза
Дезоксицитидин (dC)

Номенклатура нуклеозидов
Пуриновые нуклеозиды
имеют окончание - озин
Аденин + рибоза
Аденозин (А)
Гуанин + дезоксирибоза
Дезоксигуанозин (dG)

Некоторые микроорганизмы
выделяют необычные
нуклеозиды, успешно
применяемые в качестве
антибиотиков
Нуклеозиды - антибиотики
Арабинозиладенин
D-арабиноза
A

Этерификация
дезоксирибонуклеозидов
может осуществляться
только по 3` или 5`
положениям
дезоксирибозы
Дезоксинуклеотиды - сложные эфиры
дезоксинуклеозидов и фосфорной кислоты

Дезоксирибонуклеотиды
3`-Дезоксиадениловая
кислота
Дезоксиаденозин-
-3`-фосфат
dAMP-3`

АТР - энергетическая валюта организма
АТР + Н2О
АDP + Pi + H+
= -7,3 ккал/моль
АDР + Н2О
АMP + Pi + H+
= -7,3 ккал/моль

Обозначение макроэргических
связей

S +
H
H
S
+
+ H+
SH2 + NAD+ S + NADH + H+
Восстановленный
субстрат
Окисленный
субстрат

Первичная структура НК
НК - это полимерная цепь,
состоящая из нуклеотидов,
соединенных
3`-5`-фосфодиэфирными связями
5`
3`
3`
5`
Фрагмент цепи ДНК

Вариабельная
часть
const

А
С
G
Р
Р
Р
OH
5`
5`
5`
3`
3`
3`
p A p C p G
или
5`-pA-C-G
(для РНК)
p dA p dC p dG
или
5`-pdA-dC-dG
(ДНК)

Вторичная структура НК
ДНК
Правила Чаргаффа:
А + G = Т + С А = Т; G = C
A + C = G + T
Состав РНК не соответствует правилам Чаргаффа

В 1953 г Д.Уотсон и Ф. Крик установили
трехмерную структуру ДНК
В 1962 г им была
присвоена
Нобелевская
премия
Двойная спираль,
М.,МИР, 1969 г

Модель двухспиральной
молекулы ДНК
Фотография дифракции
рентгеновских лучей на нити ДНК (Р.Франклин)

Важнейшее свойство двойной спирали ДНК -
специфичность спаривания оснований -
- к о м п л е м е н т а р н о с т ь оснований:
Аденин - Тимин
Гуанин - Цитозин
Пуриновые
основания
Пиримидиновые
основания
ДНК - это двойная спираль (дуплекс)

Центры возникновения водородных связей

К цепи
К цепи
Тимин (Т)
Аденин (А)
1,11 нм
Комплементарная пара: А
Т

Комплементарная пара: G
C
К цепи
К цепи
1,08 нм
Цитозин (С)
Гуанин (G)

Комплементарные пары А - Т и G-C
совпадают по размерам
G-C
A-T

Параметры двойной спирали

Характеристики дуплекса ДНК:
две спиральные полинуклеотидные
цепи закручены вокруг общей оси;
цепи направлены в
противоположные стороны;
основания расположены внутри спирали;
сахарные и фосфорные группы - снаружи;
плоскости оснований перпендикулярны оси;
плоскости сахарных остатков расположены
почти перпендикулярно к основаниям;
диаметр спирали ~ 2 нм;
шаг спирали ~3,4нм
на один виток спирали приходится 10 пар
оснований;
две цепи удерживаются вместе
водородными связями
между парами оснований;

Взаимодействия в ДНК,
удерживающие «дуплекс»
1. Водородные связи между
комплементарными парами
2. Гидрофобные
взаимодействия между
π-системами оснований
«STACKING»
3. Белки -ГИСТОНЫ- со
значительным содержанием
ЛИЗИНА и АРГИНИНА,
обеспечивают стабилизацию
полианиона ДНК

Гидрофобная область
ДНК
Гидрофильная сторона
ДНК

Суперспирализация ДНК
Релаксированная
форма
Суперспирализованная
форма
Суперспирализацию
осуществляют
специальные белки-
-ГИРАЗЫ

Вторичная структура
тРНК имеет лишь
отдельные участки
в виде двойной
спирали
Антикодоновая петля